ماشین‌حساب تنش حرارتی

درباره این ابزار

وقتی عضوی سازه‌ای گرم یا سرد می‌شود اما کاملاً مهار شده است — نمی‌تواند آزادانه منبسط یا منقبض شود — تغییر ابعاد ممنوع‌شده به‌جای آن به تنش درونی تبدیل می‌شود. این ماشین‌حساب فرمول استاندارد مهندسی σ = E · α · ΔT را به کار می‌برد، که در آن E مدول یانگ (سختی) ماده، α ضریب انبساط حرارتی آن و ΔT تغییر دماست؛ با E بر حسب GPa، α بر حسب ppm/°C و ΔT بر حسب °C، تنش بر حسب MPa به دست می‌آید (حاصل‌ضرب E · α · ΔT با این واحدها بر حسب kPa است، پس بر ۱٬۰۰۰ تقسیم می‌شود تا MPa بدهد). علامت از ΔT پیروی می‌کند: گرم شدن (ΔT مثبت) مقداری مثبت می‌دهد که تنش فشاری است، و سرد شدن مقداری منفی که تنش کششی است.

این برای هر چیزی که در دو سر کاملاً ثابت شده محاسبه‌ای حیاتی است: خطوط لولهٔ جوش‌شده میان مهارها، ریل جوش پیوسته، تیرهای پل متصل به پایه‌ها، و مجموعه‌های چندماده‌ای که در آن‌ها نرخ‌های انبساط ناهمخوان در اتصال تنش ایجاد می‌کنند. مهندسان از آن برای تعیین اندازهٔ درزهای انبساط، انتخاب مصالح و بررسی اینکه قطعه‌ای مهارشده تحت نوسان دمای مورد انتظارش تسلیم یا کمانش نمی‌کند استفاده می‌کنند.